DE112016004749T5

DE112016004749T5 - Wheelie-Steuervorrichtung und deren Steuerverfahren

Info

Publication number: DE112016004749T5
Application number: DE112016004749.5T
Authority: DE
Inventors: Yoshihide Igari
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-07-05
Also published as: US20180370506A1; JP2017114342A; JP6538200B2; JPWO2017109615A1; WO2017109615A1; US11230272B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, eine Wheelie-Steuervorrichtung und deren Steuerverfahren zu bieten, die eine mehr als erforderliche Beschleunigungsabnahme und Stöße bei Bodenberührung beim Beenden des Wheelie-Zustandes reduzieren kann.[Mittel zur Lösung der Aufgabenstellung]Bei der Wheelie-Steuervorrichtung zur Steuerung der Wheelie der Karosserie, wird entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern die Zielbahn, die das Ziel dieser Parameter zur Steuerung des Wheelie-Zustandes der Karosserie darstellt, errechnet, und Erhöhung und Reduzierung des Nickens wird so gesteuert, dass sich die Parameter der Zielbahn nähert.

Description

[Technischer Anwendungsbereich]
Die Erfindung betrifft eine Wheelie-Steuervorrichtung und deren Steuerverfahren für motorisierte Zweiräder.
[Stand der Technik]
Zweiräder sind leichter als Vierräder im Gewicht. Während gewöhnliche Vierräder ca. 1000 kg wiegen, wiegen Zweiräder ca.200kg und somit nur ein Fünftel der Vierräder. Vierräder haben weiterhin die Eigenschaft, dass wegen des Hinterradantriebs bei starker Beschleunigung das Vorderrad angehoben wird, und ein Wheelie eintritt. Da der Wheelie als Verhalten der Karosserie instabil ist, besteht die Gefahr, dass die Karosserie umfällt. Und ein übermäßiger Wheelie beeinträchtigt die Beschleunigungsleistung der Karosserie. Daher wurden Steuervorrichtungen vorgeschlagen, die durch elektronische Steuerung Wheelie zu unterdrücken; diese Steuervorrichtungen werden bereits als Produkte auf dem Markt verkauft. Bei derartigen Steuervorrichtungen wird die Unterdrückung eines Wheelie dadurch realisiert, dass ein Wheelie detektiert wird, und das Ausgangsdrehmoment des Motors auf einen kleineren als den vom Fahrer gewünschten Wert eingestellt wird (siehe z.B. Patentdokument 1und 2).
[Dokumente zum Stand der Technik]
[Patentschriften]

[Patentschrift 1] Japanische Offenlegungsschrift 2011-137416
[Patentschrift 2] Japanische Offenlegungsschrift 2010-229912

[Überblick über die Erfindung]
[Von der Erfindung zu lösende Probleme]
Jedoch wurde bei den Steuervorrichtungen nach dem Stand der Technik die Steuerung zur Reduzierung des Motorausgangsdrehmoments nach Detektion eines Wheelie abhängig vom Nickwinkel der Karosserie ausgeführt; der Zweck dieser Vorgehensweise war es, den Wheelie-Zustand schnell zu beenden. Hingegen steuert ein versierter Fahrer die Karosserie, indem er nicht nur den Nickwinkel, sondern auch die Nickwinkelgeschwindigkeit empfindet. Z.B, auch wenn der Nickwinkel noch klein ist, wenn die Nickwinkelgeschwindigkeit groß ist, kann im nächsten Moment ein Wheelie von einem großen Nickwinkel auftreten, so dass der Fahrer die Steuerung zur Reduzierung der Motorleistung ausführt. Andererseits, auch wenn der Nickwinkel groß ist, wenn die Nickwinkelgeschwindigkeit angefangen hat, zu sinken, führt der Fahrer die Steuerung zur Erhöhung des Ausgangsdrehmoments des Motors ausführt. Durch diese Steuerung wird die maximale Beschleunigung erhalten, und gleichzeitig dadurch, dass das Vorderrad langsam gesenkt wird, wird der Stoß, der entsteht, wenn das Vorderrad nach der Wheelie wieder die Straßenoberfläche berührt, gemildert. Aber bei der bisherigen Steuervorrichtung, die nur das Ausgangsmoment des Motors reduziert, wurde das Ausgangsdrehmoment des Motors zu stark gesenkt, so das die Beschleunigung mehr als erforderlich reduziert, oder der Stoß bei bei Bodenberührung des Vorderrades wurde groß.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die genannten Aufgaben, die die bisherige Technik hat, zu lösen, und eine Wheelie-Steuervorrichtung und deren Steuerverfahren zu bieten, die eine mehr als erforderliche Beschleunigungsabnahme und Stöße bei Bodenberührung beim Beenden des Wheelie-Zustandes reduzieren kann.
[Mittel zur Lösung der Aufgabenstellung]
Die vorliegende Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wheelie-Steuervorrichtung zur Steuerung der Wheelie der Karosserie, entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern die Zielbahn, die das Ziel dieser Parameter zur Steuerung des Wheelie-Zustandes der Karosserie darstellt, errechnet wird, und Erhöhung und Reduzierung des Nickens so gesteuert wird, dass sich die Parameter der Zielbahn nähert.
In diesem Fall können die Parameter den Nickwinkel enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelbeschleunigung enthalten. Die Parameter können den Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten, und die Zielbahn kann den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differentierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Nickwinkelbeschleunigung, und die Zielbahn kann die Zielnickwinkelgeschwindigkeit und die Zielnickelbeschleunigung, die durch Differenzierung erhalten wird, enthalten. Eine Wheelie-Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält. Die Erhöhung und Reduzierung des Nickens kann durch Erhöhung und Reduzierung der Motorleistung erfolgen. Die Erhöhung und Reduzierung des Nickens kann auch durch Erhöhung und Reduzierung der Bremskraft der Bremsanlage erfolgen. Es ist auch möglich, wenn die Karosserie so gehandhabt wird, dass sie vom Zustand, in dem noch kein Wheelie aufgetreten ist, in einen Wheelie-Zustand versetzt wird, den Zielleistungswert des Motors zur Realisierung eines Wheelie zu errechnen, und die Motorausgangsleistung so zu erhöhen bzw. zu reduzieren, dass sie sich dem Zielleistungswert nähert. Es ist auch möglich, zu beurteilen, ob sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet, und wenn beurteilt wird, dass sie sich nicht im Wheelie-Zustand befindet, die erste Steuerung, bei der die Leistung des Motors so gesteuert wird, dass die Karosserie einen Wheelie beginnt, auszuführen, und wenn beurteilt wird, dass die Karosserie einen Wheelie macht, die zweite Steuerung zur Ausführung von Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie zur Aufrechterhaltung des Wheelie auszuführen. Bei der ersten Steuerung kann man die Drehmomentanstiegrate des Motors zur Versetzung der Karosserie in einen Wheelie errechnen, und den Zielleistungswert errechnen, der die Drehmomentanstiegrate realisiert.
Die vorliegende Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass beim Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung zur Steuerung der Wheelie der Karosserie entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern die Zielbahn, auf die die Parameter anstrebt, um den Wheelie-Zustand der Karosserie zu steuern, errechnet wird, und die Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie so gesteuert wird, dass die Parameter sich der Zielbahn nähert.
In diesem Fall können die Parameter den Nickwinkel enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelbeschleunigung enthalten. Die Parameter können den Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten, und die Zielbahn kann den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthalten. Die Parameter können die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Nickwinkelbeschleunigung, und die Zielbahn kann die Zielnickwinkelgeschwindigkeit und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung der Zielnickwinkelgeschwindigkeit erhalten wird, enthalten. Eine Wheelie-Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelbeschleunigung enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält. Die Erhöhung und Reduzierung des Nickens kann durch Erhöhung und Reduzierung der Motorleistung erfolgen. Die Erhöhung und Reduzierung des Nickens kann auch durch Erhöhung und Reduzierung der Bremskraft der Bremsanlage erfolgen. Es ist auch möglich, wenn die Karosserie so gehandhabt wird, dass sie vom Zustand, in dem noch kein Wheelie aufgetreten ist, in einen Wheelie-Zustand versetzt wird, den Zielleistungswert des Motors zur Realisierung eines Wheelie zu errechnen, und die Motorausgangsleistung so zu erhöhen bzw. zu reduzieren, dass sie sich dem Zielleistungswert nähert. Es ist auch möglich, zu beurteilen, ob sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet, und wenn beurteilt wird, dass sie sich nicht im Wheelie-Zustand befindet, die erste Steuerung, bei der die Leistung des Motors so gesteuert wird, dass die Karosserie einen Wheelie beginnt, auszuführen, und wenn beurteilt wird, dass die Karosserie einen Wheelie macht, die zweite Steuerung zur Ausführung von Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie zur Aufrechterhaltung des Wheelie auszuführen. Bei der ersten Steuerung kann man die Drehmomentanstiegsrate des Motors zur Versetzung der Karosserie in einen Wheelie errechnen, und den Zielleistungswert errechnen, der die Drehmomentanstiegsrate realisiert.
[Wirkung der Erfindung]
Durch diese Erfindung kann eine Wheelie-Steuervorrichtung und deren Steuerverfahren realisiert werden, die eine mehr als erforderliche Beschleunigungsabnahme und Stöße bei Bodenberührung des Vorderrades reduzieren können.
Figurenliste

[1] Ein Blockdiagramm, welches ein Motorsteuersystem einschließlich der elektronische Steuereinheit gemäß vorliegender Ausführung.
[2] Ein Diagramm, welches zeigt, wie die elektronische Steuereinheit das Nicken der Karosserie anhand der Zielbahn steuert.
[3] Eine Zeichnung, welche zeigt, wie die Steuerung bei einem Wheelie der Karosserie stattfindet.
[4] Ein Flussdiagramm, welches die Wheelie-Steuerung durch die elektronische Steuereinheit zeigt.

[Ausführungsformen der Erfindung]
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Motorsteuersystem einschließlich der elektronische Steuereinheit gemäß vorliegender Ausführung.
Das Motorsteuersystem 100 gemäß vorliegender Ausführungsform ist in der Karosserie eines motorisierten Zweirad eingebaut, und mit einer elektronische Steuereinheit (Wheelie-Steuervorrichtung) 10, einem Motor 20, Sensoren 30 und einem Speicher 40 versehen.
Der Motor 20 ist mit der elektronische Steuereinheit 10 elektrisch verbunden, und erzeugt anhand der Befehle der elektronische Steuereinheit 10 Antriebskraft am Hinterrad des motorisierten Zweirads.
Die Sensoren 30 sind Beschleunigungssensoren in X-, Y- und Z-Richtung, und ein 5D-Sensor, der als zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren für X-Achse und für Y-Achse funktioniert. Die Sensoren 30 sind mit der elektronische Steuereinheit 10 elektrisch verbunden, und so eingerichtet, dass sie Signale A1, die der detektierten Beschleunigung entsprechen, und Signale A2, die der detektierten Winkelgeschwindigkeit entspricht an die elektronische Steuereinheit10 auszugeben.
Die elektronische Steuereinheit10 ist mit dem Motor 20, den Sensoren 30 und dem Speicher 40 elektrisch verbunden. Die elektronische Steuereinheit 10 errechnet anhand der von den Sensoren 30 eingegebenen Signale A1 und A2 die Nickwinkelbeschleunigung der Karosserie, und generiert dann anhand der errechneten Nickwinkelbeschleunigung Nickwinkelinformation, die den Nickwinkel der Karosserie zeigt, und Nickwinkelgeschwindigkeitsinformation, die die Nickwinkelgeschwindigkeit der Karosserie zeigt. Der Nickwinkel ist der Winkel der Karosserie zur Straßenfläche, und der Nickwinkel im Zustand, in dem das Vorder- und das Hinterrad die Straßenfläche berührt, und die Karosserie stillsteht, ist als 0 (Null)-Grad-Nickwinkel festgelegt.
Die elektronische Steuereinheit 10 führt nach Eintritt des Wheelie-Zustands der Karosserie anhand der Nickantwort Rückkopplungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes (zweite Steuerung) aus. Die elektronische Steuereinheit 10 ist so eingerichtet, dass sie mit dem Nicken zusammenhängende Parameter einschließlich der Nickwinkelinformation und der Nickwinkelgeschwindigkeitsinformation der Karosserie zusammenfasst, und die Bahn in Richtung des Nickens der Karosserie, d.h. zeitliche Veränderung des Nickwinkels, steuert. Konkreter heißt es, dass anhand der im Speicher 40 gespeicherten Mappen die ideale Antwort des Nickwinkels als Zielbahn errechnet wird, und die Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie gesteuert wird, indem der tatsächliche Nickwinkel der Karosserie so geregelt wird, dass er sich der errechneten Zielbahn nähert. Die Zielbahn enthält den Zielnickwinkel, dem Nickwinkel entspricht, und die Zielnickwinkelgeschwindigkeit, die der Nickwinkelgeschwindigkeit entspricht, und der Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelgeschwindigkeit sind so eingestellt, dass sie zueinander Integral-Differenzialbeziehung stehen, d.h., durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhält man die Zielnickwinkelgeschwindigkeit. Die elektronische Steuereinheit 10 kann, wenn sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet, Veränderung des Nickwinkels bis zur Bodenberührung des Vorderrads dadurch festlegen, dass sie die Erhöhung und Reduzierung des Nickens so steuert, dass er sich der Zielbahn nähert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die elektronische Steuereinheit 10 durch Erhöhung und Reduzierung des Motorausgangsdrehmoments die Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie so gesteuert, dass es sich der Zielbahn nähert.
Die elektronische Steuereinheit 10 kann durch Einstellen der Zielbahn so, dass der Nickwinkel in einem bestimmten Winkel aufrechterhalten wird, den Wheelie-Zustand der Karosserie aufrechterhalten. Konkret heißt es, dass die elektronische Steuereinheit 10 aufgrund der Karosserienickinformation, die aus dem errechneten Nickwinkel und der Nickwinkelgeschwindigkeit besteht, der Motorausgangsdrehmomentinformation, der Motordrehzahlinformation und der Ganginformation die Steuerung (die erste Steuerung), die dazu dient, ein Motorausgangsdrehmoment, das einen reibungslosen Beginn des Wheelie fördert, an den Motor 20 ausgeben kann, auszuführen.
Der Speicher 40 ist ein Speicherteil; darin sind Mappen untergebracht, die zur Errechnung der Zielbahn unter Verwendung von auf das Nicken bezogenen Parametern, wie Karosserienickwinkelinformation und Nickwinkelgeschwindgkeitsinformation, dienen. Die elektronische Steuereinheit 10 erhält anhand der im Speicher 40 gespeicherten Karte, die der Zielbahn entspricht, die Signale A3 die die Information über den Zielnickwinkel zeigt, und die Signale A4, die die Information über die Zielnickelwinkelgeschwindigkeit zeigt.
2 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie die elektronische Steuereinheit das Nicken der Karosserie anhand der Zielbahn steuert. In dieser Figur zeigt die Querachse den Zeitverstreich, und der Bereich R1 zeigt den Bereich von 1,0 Sekunde.
Linie L0 zeigt, ob die elektronische Steuereinheit 10 auf die Steuerung des Karosserienickens eingreift oder nicht; die Längsachse zeigt, dass die elektronische Steuereinheit 10 auf die Steuerung des Nickens eingreift, wenn die Linie L0 aufsteigt.
Linie L1 zeigt die Radgeschwindigkeit des Vorderrades; die Längsachse zeigt den Betrag der Radgeschwindigkeit. Linie L2 zeigt die Radgeschwindigkeit des Hinterrades; die Längsachse zeigt den Betrag der Radgeschwindigkeit. Der Bereich R2 zeigt den Bereich, in dem die Radgeschwindigkeit 100 km/h (Kilometer pro Stunde) beträgt.
Linie L3 zeigt den Zielnickelwinkel, und die Längsachse zeigt den Betrag des Nickwinkels. Linie L4 zeigt den tatsächlichen Nickwinkel der Karosserie, und die Längsachse zeigt den Betrag des Nickwinkels. Der Bereich R3 zeigt den Bereich, in dem der Nickwinkel 20 Grad beträgt.
Linie 5 zeigt die Zielnickwinkelgeschwindigkeit, und die Längsachse zeigt den Betrag der Zielnickwinkelgeschwindigkeit. Linie 6 zeigt die tatsächliche Nickwinkelgeschwindigkeit der Karosserie, und die Längsachse zeigt den Betrag der Nickwinkelgeschwindigkeit. Der Bereich R4 zeigt den Bereich, in dem die Nickwinkelgeschwindigkeit 1,0 Radian pro Sekunde beträgt. Der Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelgeschwindigkeit sind so eingestellt, dass, wenn man den mit der Linie 3 gezeigten Zielnickwinkel differenziert, die mit der Linie 5 gezeigte Zielnickwinkelgeschwindigkeit erhalten wird, d.h. wenn man die mit der Linie 5 gezeigte Zielnickwinkelgeschwindigkeit integriert, der mit der Linie 3 gezeigte Zielnickwinkel erhalten wird.
Linie L7 zeigt das tatsächlich vom Motor ausgegebene Drehmoment, und die Längsachse zeigt die Größe des Drehmoments. Linie L8 zeigt das geforderte Drehmoment, das der Fahrer durch Betätigung des Gashebels fordert, und die Längsachse zeigt die Größe des Drehmoments. Linie L9 zeigt das Drehmoment, das die elektronische Steuereinheit 10 durch Eingriff in die Steuerung des Nickens vom Motor fordert, und die Längsachse zeigt die Größe des Drehmoments. Der Bereich R5 zeigt den Bereich, in dem das Drehmoment 100Nm(Newtonmeter) beträgt.
Im Folgenden wird die Vorgehensweise der Steuerung der Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie durch Erhöhung und Reduzierung der Motorausgangsleistung durch die elektronische Steuereinheit 10.
Zuerst, wenn der mit der Linie L4 gezeigte, tatsächliche Nickwinkel PitchAngle_Actual erhalten wird, errechnet die elektronische Steuereinheit 10 anhand der Mappe, die die Korrelation zwischen dem im Speicher 40 gespeicherten, tatsächlichen Nickwinkel PitchAngle_Actual und der Zielnickwinkelgeschwindigkeit PitchRate_Target zeigt, die mit der Linie L5 gezeigte Zielnickwinkelgeschwindigkeit PitchRate_Target.
Nach Errechnen der Zielnickwinkelgeschwindigkeit PitchRate_Target rechnet die elektronische Steuereinheit 10
el=PitchRate_Target-PitchRate_Actual, um die Nickwinkelgeschwindigkeitsdifferenz e1 zwischen der Zielnickwinkelgeschwindigkeit PitchRate_Target und der mit der Linie L6 gezeigten tatsächlichen Nickwinkelgeschwindigkeit zu errechnen.
Nach Errechnen der Nickwinkelgeschwindigkeitsdifferenz e1 errechnet die elektronische Steuereinheit 10 durch Multiplizieren der errechneten Nickwinkelgeschwindigkeitsdifferenz e1 mit dem der Karosserie oder dem Motor spezifischen Koeffizienten coefficient 1 das erste geforderte Drehmoment RequestTorque1, das vom Motor 20 gefordert wird, um die Zielnickwinkelgeschwindigkeit zu erfüllen.
Nach Errechnen des ersten geforderten Drehmoments RequestTorque1 integriert die elektronische Steuereinheit 10 die mit der Linie L5 gezeigten Zielnickwinkelgeschwindigkeit PitchRate_Target, um den mit der Linie L3 gezeigten Zielnickelwinkel PitchAngle_Target zu errechnen.
Nach Errechnen des Zielnickwinkels PitchAngle_Target rechnet die elektronische Steuereinheit 10 e2=PitchAngle_Target - PitchAngle_Actual, um den Nickwinkeldifferenz e2 zwischen dem Zielnickwinkel PitchAngle_Target und dem mit der Linie L4 gezeigten tatsächlichen Nickwinkel PitchAngle_Actual zu errechnen.
Nach Errechnen der Nickwinkeldifferenz e2 errechnet die elektronische Steuereinheit 10 durch Multiplizieren der Nickwinkeldifferenz e2 mit dem der Karosserie oder dem Motor spezifischen Koeffizienten coefficient 2 das zweite geforderte Drehmoment RequestTorque2, das vom Motor 20 gefordert wird, um den Zielnickwinkel zu erfüllen.
Nach Errechnen des ersten geforderten Drehmoments RequestTorque1 und des zweiten geforderten Drehmoments RequestTorque2 rechnet die elektronische Steuereinheit 10 RequestTorque = RequestTorque1 + RequestTorque2, um das tatsächlich vom Motor 20 zu fordernden, mit der Linie L9 gezeigte, geforderte Drehmoment RequestTorque zu errechnen. Dadurch, wenn die elektronische Steuereinheit 10 den Motor 20 so steuert, dass er das geforderte Drehmoment RequestTorque ausgibt, wird das Nicken der Karosserie erhöht bzw. reduziert, um sich der Zielbahn zu nähern. Nämlich: Der mit der Linie L4 gezeigte tatsächliche Nickwinkel nähert sich dem mit der Linie L3 gezeigten Zielnickwinkel, und gleichzeitig nähert sich die mit der Linie L6 gezeigte, tatsächliche Nickwinkelgeschwindigkeit der mit der Linie L5 gezeigten Zielnickwinkelgeschwindigkeit.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Koeffizienten coefficient1 und coefficient2, so eingestellt, dass Addition des ersten geforderten Drehmoments RequestTorque1 und des zweiten geforderten Drehmoments RequestTorque2 das tatsächlich vom Motor 20 zu fordernde, geforderte Drehmoment ergibt. Aber je nach der Einstellung der Koeffizienten coefficient1, coefficient2 kann auch nur entweder das erste geforderte Drehmoment RequestTorque1 oder das zweite geforderte Drehmoment RequestTorque2 das geforderte Drehmoment sein.
3 ist eine Zeichnung, welche zeigt, wie die Steuerung bei einem Wheelie der Karosserie stattfindet. 3(a) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Radgeschwindigkeit und der Zeit zeigt, 3(b) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Nickwinkel und der Zeit zeigt, und 3(c) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der Zeit zeigt. Die Diagramme von 3(a) bis 3(c) haben eine gemeinsame Zeitachse.
In 3(a) zeigt die durchgehende Linie LA1 die Radgeschwindigkeit des Vorderrades und die gebrochene Linie LA2 zeigt die Radgeschwindigkeit des Hinterrades. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich, steigt die Radgeschwindigkeit des Hinterrades mit einer bestimmten Neigung an, während die Radgeschwindigkeit des Vorderrades zum Zeitpunkt t1 sinkt, und dann zum Zeitpunkt t2 rasch aufsteigt. Das Vorderrad hebt sich nämlich zum Zeitpunkt t1 durch eine Wheelie von der Straßenfläche ab, so dass die Radgeschwindigkeit sinkt, und zum Zeitpunkt t2 berührt das Vorderrad die Straüenfläche wieder, so dass die Radgeschwindigkeit rasch aufsteigt, und ungefähr dieselbe Höhe wie sie des Hinterrades erreicht. Der Bereich R1 zeigt den Bereich, in dem sich das Vorderrad im von der Straßenfläche abgehobenen Zustand befindet.
In 3(b) zeigt die durchgehende Linie LB1 den Zielnickwinkel, den für ein reibungsloses Wheelie der Karosserie anzustreben ist, und die gebrochene Linie LB2 zeigt den tatsächlinchen Nickwinkel.
In 3(c) zeigt die durchgehende Linie LC1 das Ausgangsdrehmoment des Motors 20, das der Fahrer beim Betätigen des Geshebels fordert, und die gebrochene Linie LC2 zeigt das tatsächliche Ausgangsdrehmoment des Motors 20. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich, wird während der Steuerung des Wheelie die Erhöhung und die Reduzierung des Ausgangsdrehmoments des Motors 20 durch die elektronische Steuereinheit 10 gesteuert.
Die elektronische Steuereinheit 10 steuert im Bereich R2 vom Moment, in dem der Fahrer den Gashebel in Öffnungsrichtung rasch betätigt, um einen Wheelie der Karosserie einzuleiten, bis zum Zeitpunkt t1, zu dem sich das Vorderrad von der Straüenfläche abhebt, durch die erste Steuerung das Ausgangsdrehmoment des Motors 20, und im Bereich R3 vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3, zu dem der Fahrer den Gashebel in Schließrichtung rasch betätigt, um das Wheelie zu beenden, durch die zweite Steuerung das Ausgangsdrehmoment des Motors 20.
4 ist ein Flussdiagramm, welches die Wheelie-Steuerung durch die elektronische Steuereinheit zeigt.
Die elektronische Steuereinheit 10 beurteilt zuerst, ob der Fahrer den Gashebel um mehr als einen bestimmten Öffnungsgrad geöffnet hat oder nicht, d.h., ob der Fahrer die Karosserie zum Wheelie-Zustand bringen will oder nicht (Schritt S1). Der bestimmte Öffnungsgrad des Gashebels bedeutet hier einen Öffnungsgrad, der größer ist als der Öffnungsgrad, bei der die Karosserie Wheelie machen kann, und ist im Speicher der elektronischen Steuereinheit 10 gespeichert.
Im Schritt S1, wenn beurteilt wird, dass der Fahrer den Gashebel nicht um mehr als einen bestimmten Öffnungsgrad geöffnet hat (Schritt S1:Nein), so greift die elektronische Steuereinheit 10 nicht in die Wheelie-Steuerung ein, oder sie beendet die gerade ausgeführte Wheelie-Steuerung (Schritt S2) und wiederholt den Vorgang vom Schritt S1.
Andererseits, wenn im Schritt 1 beurteilt wird, dass der Fahrer den Gashebel um mehr als einen bestimmten Öffnungsgrad geöffnet hat (Schritt S1: Ja), so beurteilt die elektronische Steuereinheit 10 anhand der von den Radgeschwindigkeitssensoren 20 des Vorder- und Hinterrades erhaltenen Radgeschwindigkeitssignale, ob sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet oder nicht (Schritt S3).
Wenn im Schritt S3 beurtelt wird, dass sich die Karosserie nicht im Wheelie-Zustand befindet (Schritt S3: Nein), so errechnet die elektronische Steuereinheit 10 anhand der vom 5D-Sensor ausgegebenen Signale die Nickwinkelgeschwindigkeit, d.h. den Winkelgeschwindigkeit in Nickrichtung der Karosserie, und anhand der errechneten Nickwinkelgeschwindigkeit den Nickwinkel und die Nickwinkelbeschleunigung. Die elektronische Steuereinheit 10 errechnet dann anhand der Karosserienickinformation, die aus Parametern des Nickwinkel und der Nickwinkelbeschleunigung besteht, der Ausgangsdrehmomentinformation des Motors 20, Drehzahlinformation des Motors 20 und der Ganginformation die Neigung des Ausgangsdrehmoments des Motors 20, das einen reibungslosen Beginn eines Wheelie fördert, d.h. die Anstiegsrate des Ausgangsdrehmoments (Schritt S4).
Nach Errechnen der einen reibungslosen Beginn eines Wheelie fördernden Austiegrate des Ausgangsdrehmoments des Motors 20 im Schritt S4 errechnet die elektronische Steuereinheit 10 einen Zielleistungswert, der die errechnete Anstiegsrate des Ausgangsdrehmoments erfüllt (Schritt S5).
Nach Errechnen des Zielleistungswerts im Schritt S5 erhöht bzw. reduziert die elektronische Steuereinheit 10 die Ausgangsleistung des Motors 20 so, dass sie sich dem Zielleistungswert nähert (Schritt S6), und wiederholt den Vorgang vom Schritt S1.
Andererseits, wenn im Schritt S3 beurteilt wird, dass die Karosserie im Wheelie-Zustand ist (Schritt S3: Ja), vergleicht die elektronische Steuereinheit 10 den anhand der vom 5D-Sensor ausgegebenen Signale errechneten, tatsächlichen Nickwinkel der Karosserie mit der Zielbahn beim Wheelie (Schritt S7).
Nach Vergleich des tatsächlichen Nickwinkels der Karosserie mit der Zielbahn beim Wheelie im Schritt S7 errechnet die elektronische Steuereinheit 10 einen Zielleistungswert zum Verkleinern der Differenz zwischen dem tatsächlichen Nickwinkel und der Zielbahn (Schritt S8).
Nach Errechnen des Zielleistungswerts im Schritt S8 erhöht bzw. reduziert die elektronische Steuereinheit 10 die Ausgangsleistung des Motors 20 so, dass sie sich dem Zielleistungswert nähert (Schritt S6), und wiederholt den Vorgang vom Schritt S1.
Durch diese Vorgänge kann die elektronische Steuereinheit 10, wenn der Fahrer nicht durch Betätigen des Gashebels die Karosserie in einen Wheelie-Zustand versetzt hat (Schritt S3: Nein), den Motor 20 so steuern, dass die Karosserie zu einem Wheelie-Zustand versetzt wird; wenn sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet (Schritt S3: Ja), so kann sie den Motor 20 so steuern, dass das Wheelie aufrechterhalten wird.
In der vorliegenden Ausführungsform errechnet die elektronische Steuereinheit 10 entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern wie Nickwinkel oder Nickwinkelgeschwindigkeit die Zielbahn, die das Ziel dieser Parameter zur Steuerung des Wheelie-Zustandes der Karosserie darstellt, errechnet wird, und durch Erhöhung bzw. Reduzierung der Ausgangsleistung des Motors 20 und der Bremskraft der Bremsanlage die Zu- und Abnahme des Nickens der Karosserie so gesteuert wird, dass sich die Parameter der Zielbahn nähert. Dadurch kann der Nickwinkel vom Wheelie-Zustand langsam reduziert werden, so dass eine mehr als erforderliche Beschleunigungsabnahme oder Stöße bei Bodenberührung des Vorderrades bei der Beendigung des Wheelie reduziert werden kann.
Die Wheelie-Steuervorrichtung 10 kann ferner anhand der Information über den Nickwinkel der Karosserie den Zielleistungswert des Motors 20 für einen Wheelie der Karosserie errechnen, und das Ausgangsdrehmoment des Motors 20 so erhöhen bzw. reduzieren, dass es sich dem Zielleistungswert nähert. Dadurch wird Folgendes ermöglicht: Der Fahrer braucht nicht mit dem Gashebel das Ausgangsdrehmoment des Motors 20 zu regulieren, die Prozedur zur Versetzung der Karosserie in einen Wheelie-Zustand kann vollständig elektronisch erfolgen; ist der Nickwinkel der Karosserie zu groß, so kann das Ausgangsdrehmoment des Motors 20 reduziert werden, andererseits, ist der Nickwinkel der Karosserie zu klein, so kann das Ausgangsdrehmoment des Motors 20 erhöht werden. Daher kann der Fahrer unabhängig von seiner Fahrtechnik die Karosserie leicht in einen Wheelie-Zustand versetzen.
Oben wurde die vorliegende Erfindung anhand einer Ausführungsform beschrieben, aber die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht darauf. Z.B, in der obigen Ausführungsform werden als Parameter zur Steuerung der Zu- und Abnahme des Nickens nur der Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit verwendet, aber Parameter beschränken sich nicht darauf. Z.B., wenn die Zu- und Abnahme des Nickwinkels so gesteuert werden kann, dass sie sich der Zielbahn nähert, lässt sich die Nickwinkelbeschleunigung als Parameter verwenden, und gleichzeitig kann man die durch Differenzierung der Zielnickwinkelgeschwindigkeit erhaltene Zielnickwinkelbeschleunigung als Zielbahn verwenden, um eine hochpräzise Steuerung des Nickens der Karosserie zu realisieren.
In der obigen Ausführungsform wird die als Zielbahn die Information über das Nicken der Karosserie verwendet, aber Zielbahn beschränkt sich nicht darauf. Z.B., das geforderte Drehmoment, das vom Motor gefordert wird, kann als Zielbahn zur Steuerung des Nickens der Karosserie verwendet werden.
In der obigen Ausführungsform wird Erhöhung und Reduzierung des Nickens dadurch realisiert, dass sie sich durch Erhöhung und Reduzierung des Ausgangsdrehmoments des Motors der Zielbahn nähert, aber das Verfahren beschränkt sich nicht darauf. Solange das Nicken der Karosserie erhöht bzw. reduziert werden kann, lassen sich auch Mittel wie z.B. Motordrehzahl, Motorkraftstoffeinspritzmenge, Motorluftmenge, Elektromotordrehmoment bei elektrisch angetriebenen Zweirädern o.ä., Bremsdrehmoment, Kreiselmechanismus zur Steuerung des Gleichgewichts der Karosserie, Dämpfungskraft der Aufhängung, Schaltzustand der Kupplung, Gangposition, Steuerung des Schwerpunkts der Karosserie verwenden. Die elektronische Steuereinheit kann auch das Ausgangsdrehmoment des Motors und die Bremskraft der Hinterradbremse integrativ steuern; bei dieser Konfiguration gibt es im Vergleich zur Konfiguration, bei der der Fahrer entweder das Ausgangsdrehmoment des Motors oder die Bremskraft der Bremse regulieren muss, weniger Außeneinflussfaktoren, so dass das Gleichgewicht zwischen dem Ausgangsdrehmoment des Motors und der Bremskraft der Hinterradbremse verbessert werden kann.
In der obigen Ausführungsform wird der Zielleistungswert direkt von der Karosserienickwinkelinformation, die aus den vom Sensor 30 eingegebenen Signalen errechnet wurde, errechnet, aber die Vorgehensweise beschränkt sich nicht darauf. Der Zielleistungswert kann z.B. durch Radgeschwindigkeit, Radbeschleunigung, Karosseriegeschwindigkeit, Karosseriebeschleunigung, Motorausgangsdrehmoment, Motordrehzahl, Ganginformation, Vorderradhauptzylinder-Bremssatteldruck, Hinterradhauptzylinder-Bremssatteldruck, Bremsbelagtemperatur u.a. korrigiert werden.
In der obigen Ausführungsform wird der Zielleistungswert für jede einzelne mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestatte Karosserie errechnet, aber die Vorgehensweise beschränkt sich nicht darauf. Z.B., wenn Wheelie der Karosserie gesteuert werden kann, kann man auch mit einem vereinheitlichten Karosseriemodell den Zielleistungswert abschätzen.
Bezugszeichenliste

10: Wheelie-Steuervorrichtung
20: Motor
30: Sensor
40: Speicher
100: Motosteuersystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011137416 [0002]
JP 2010229912 [0002]

Claims

Wheelie-Steuervorrichtung zur Steuerung der Wheelie der Karosserie, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern die Zielbahn, die das Ziel dieser Parameter zur Steuerung des Wheelie-Zustandes der Karosserie darstellt, errechnet wird, und das Zu- und Abnahme des Nickens so gesteuert wird, dass sich die Parameter der Zielbahn nähert.
Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelgeschwindigkeit enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelbeschleunigung enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Nickwinkelbeschleunigung enthalten, und die Zielbahn die Zielnickwinkelgeschwindigkeit und die Zielnickelbeschleunigung, die durch Differenzierung der Nickwinkelgeschwindigkeit erhalten wird, enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelbeschleunigung enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und Reduzierung des Nickens durch Erhöhung und Reduzierung der Motorleistung erfolgt.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und Reduzierung des Nickens durch Erhöhung und Reduzierung der Bremskraft der Bremsanlage erfolgt.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Karosserie so gehandhabt wird, dass sie vom Zustand, in dem noch kein Wheelie aufgetreten ist, in einen Wheelie-Zustand versetzt wird, der Zielleistungswert des Motors zur Realisierung eines Wheelie errechnet wird, und die Motorausgangsleistung so erhöht bzw. reduziert wird dass sie sich dem Zielleistungswert nähert.
Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beurteilt wird, ob sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet, und wenn beurteilt wird, dass sie sich nicht im Wheelie-Zustand befindet, die erste Steuerung, bei der die Leistung des Motors so gesteuert wird, dass die Karosserie ein Wheelie beginnt, ausgeführt wird, und wenn beurteilt wird, dass die Karosserie ein Wheelie macht, die zweite Steuerung zur Ausführung von Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie zur Aufrechterhaltung des Wheelie ausgeführt wird.
Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Steuerung die Drehmomentanstiegrate des Motors zur Versetzung der Karosserie in ein Wheelie errechnet wird, und der Zielleistungswert errechnet wird, der die Drehmomentanstiegrate realisiert.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung zur Steuerung der Wheelie der Karosserie, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend den auf das Nicken der Karosserie bezogenen Parametern die Zielbahn, die das Ziel dieser Parameter zur Steuerung des Wheelie-Zustandes der Karosserie darstellt, errechnet wird, und das Zu- und Abnahme des Nickens so gesteuert wird, dass sich die Parameter der Zielbahn nähert.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelgeschwindigkeit enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelbeschleunigung enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelgeschwindigkeit enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelgeschwindigkeit, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Nickwinkelbeschleunigung enthalten, und die Zielbahn die Zielnickwinkelgeschwindigkeit und die Zielnickelbeschleunigung, die durch Differenzierung der Nickwinkelgeschwindigkeit erhalten wird, enthält.
Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter den Nickwinkel und die Nickwinkelbeschleunigung enthalten, und die Zielbahn den Zielnickwinkel und die Zielnickwinkelbeschleunigung, die durch Differenzierung des Zielnickwinkels erhalten wird, enthält.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-19, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und Reduzierung des Nickens durch Erhöhung und Reduzierung der Motorleistung erfolgt.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und Reduzierung des Nickens durch Erhöhung und Reduzierung der Bremskraft der Bremsanlage erfolgt.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13-21, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Karosserie so gehandhabt wird, dass sie vom Zustand, in dem noch kein Wheelie aufgetreten ist, in einen Wheelie-Zustand versetzt wird, der Zielleistungswert des Motors zur Realisierung eines Wheelie errechnet wird, und die Motorausgangsleistung so erhöht bzw. reduziert wird dass sie sich dem Zielleistungswert nähert.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass beurteilt wird, ob sich die Karosserie im Wheelie-Zustand befindet, und wenn beurteilt wird, dass sie sich nicht im Wheelie-Zustand befindet, die erste Steuerung, bei der die Leistung des Motors so gesteuert wird, dass die Karosserie ein Wheelie beginnt, ausgeführt wird, und wenn beurteilt wird, dass die Karosserie ein Wheelie macht, die zweite Steuerung zur Ausführung von Erhöhung und Reduzierung des Nickens der Karosserie zur Aufrechterhaltung des Wheelie ausgeführt wird.
Steuerverfahren der Wheelie-Steuervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Steuerung die Drehmomentanstiegsrate des Motors zur Versetzung der Karosserie in ein Wheelie errechnet wird, und der Zielleistungswert errechnet wird, der die Drehmomentanstiegsrate realisiert.